(57)【要約】【課題】  参照光照射光学系と再生光結像光学系とを共用することで省スペース、低コスト化を実現することを課題とする。【解決手段】  参照光光源４Ａと、参照光７の要素ホログラム８ａへの照射により発生するホログラム再生光９を結像面に結像させる再生光結像光学系２と、上記結像面に受光面３Ａａが位置するように配置されホログラム再生光によって形成される像を電気信号に変換する撮像素子３Ａとを備え、上記参照光光源の光束を上記再生光結像光学系の光軸に対して所定の角度を有するほぼ並行な参照光とする参照光照射光学系に上記再生光結像光学系を共用すると共に、上記参照光光源を上記結像面と共役な面上に配置したホログラムデータ読取ユニット１Ａ。【選択図】図１
2007033880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照光光源と、参照光の要素ホログラムへの照射により発生するホログラム再生光を結像面に結像させる再生光結像光学系と、上記結像面に受光面が位置するように配置されホログラム再生光によって形成される像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、
上記参照光光源の光束を上記再生光結像光学系の光軸に対して所定の角度を有するほぼ並行な参照光とする参照光照射光学系に上記再生光結像光学系を共用すると共に、上記参照光光源を上記結像面と共役な面上に配置した
ことを特徴とするホログラムデータ読取ユニット。
【請求項２】
上記再生光結像光学系の光路中にビームスプリッタを配置し、参照光光源からの光束と再生光の一方はビームスプリッタによって反射され、他方はビームスプリッタを透過することによって、上記結像面と参照光光源が共役な面上に位置するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載のホログラムデータ読取ユニット。
【請求項３】
上記再生光結像光学系の有効領域のうち、上記撮像手段の有効領域に導かれる光束を遮らない領域に反射部又は回折部を設け、
参照光光源からの光束を上記反射部で反射又は回折部で回折させることによって、上記結像面と参照光光源が共役な面上に位置するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載のホログラムデータ読取ユニット。
【請求項４】
上記撮像手段はパッケージ内に封入された半導体撮像素子であり、
上記パッケージ内に半導体レーザ等から成る参照光光源及び反射部が配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載のホログラムデータ読取ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載されたホログラムデータ読取ユニットと、
撮像素子からホログラム再生光による画像信号を取り入れて、表示、格納、転送等の処理に必要な加工等を施すホログラム制御部と、
上記ホログラム制御部に必要な指示を与える等システム全体の制御を行うシステム制御部とを備えた
ことを特徴とするホログラムデータ読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規なホログラムデータ読取ユニット及びホログラムデータ読取装置に関する。詳しくは、参照光照射光学系を再生光結像光学系と共用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にホログラフィックメモリーは、２次元ページデータなどのデータが記録された要素ホログラムを、記録媒体上の記録エリア内に複数個並べて記録し、それを順次読み出すことにより、大容量なストレージ・メディアとして用いることができる。
【０００３】
ホログラフィックメモリーの情報を読み出すためには、図７に示すように、レーザダイオードなどの参照光光源ａから放射した光を参照光照射光学系ｂで平行光束にしホログラム記録媒体ｃ上に形成された要素ホログラムｄに対して照射することにより、ホログラム記録された記録信号光と同等なホログラム再生光を発生させ、そのホログラム再生光を再生光結像光学系ｅで撮像素子ｆ上に結像させることによりデータとして読み出す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したように、ホログラフィックメモリーに記録された情報を読み出すためには、、参照光照射光学系と再生光結像光学系の２系統の光学系が必要となるため、ホログラムデータ読取装置が大型化し、かつ、コストも高くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した問題を解決するために、参照光照射光学系と再生光結像光学系とを共用することで省スペース、低コスト化を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明ホログラムデータ読取ユニットは、上記した課題を解決するために、参照光光源と、参照光の要素ホログラムへの照射により発生するホログラム再生光を結像面に結像させる再生光結像光学系と、上記結像面に受光面が位置するように配置されホログラム再生光によって形成される像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、上記参照光光源の光束を上記再生光結像光学系の光軸に対して所定の角度を有するほぼ並行な参照光とする参照光照射光学系に上記再生光結像光学系を共用すると共に、上記参照光光源を上記結像面と共役な面上に配置したものである。
【０００７】
従って、本発明ホログラムデータ読取ユニットにあっては、参照光光源から放射した光束は再生光結像光学系を結像面側から物体面側へ透過して要素ホログラムに照射される。
【０００８】
本発明ホログラム読取装置は、上記した課題を解決するために、本発明にかかるホログラムデータ読取ユニットと、撮像素子からホログラム再生光による画像信号を取り入れて、表示、格納、転送等の処理に必要な加工等を施すホログラム制御部と、上記ホログラム制御部に必要な指示を与える等システム全体の制御を行うシステム制御部とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明ホログラムデータ読取ユニットは、参照光光源と、参照光の要素ホログラムへの照射により発生するホログラム再生光を結像面に結像させる再生光結像光学系と、上記結像面に受光面が位置するように配置されホログラム再生光によって形成される像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、上記参照光光源の光束を上記再生光結像光学系の光軸に対して所定の角度を有するほぼ並行な参照光とする参照光照射光学系に上記再生光結像光学系を共用すると共に、上記参照光光源を上記結像面と共役な面上に配置したことを特徴とする。
【００１０】
従って、本発明ホログラムデータ読取ユニットにあっては、再生光結像光学系を参照光照射光学系と共用するので、省スペースで、且つ、低コストで構成することができる。
【００１１】
本発明ホログラム読取装置は、本発明にかかるホログラムデータ読取ユニットと、撮像素子からホログラム再生光による画像信号を取り入れて、表示、格納、転送等の処理に必要な加工等を施すホログラム制御部と、上記ホログラム制御部に必要な指示を与える等システム全体の制御を行うシステム制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
従って、本発明ホログラム読取装置にあっては、小型に、且つ、低コストで構成することができる。
【００１３】
請求項２に記載した発明にあっては、上記再生光結像光学系の光路中にビームスプリッタを配置し、参照光光源からの光束と再生光の一方はビームスプリッタによって反射され、他方はビームスプリッタを透過することによって、上記結像面と参照光光源が共役な面上に位置するようにしたので、省スペースで、且つ、低コストで構成することができる。
【００１４】
請求項３に記載した発明にあっては、上記再生光結像光学系の有効領域のうち、上記撮像手段の有効領域に導かれる光束を遮らない領域に反射部又は回折部を設け、参照光光源からの光束を上記反射部で反射又は回折部で回折させることによって、上記結像面と参照光光源が共役な面上に位置するようにしたので、省スペースで、且つ、低コストで構成することができる。
【００１５】
請求項４に記載した発明にあっては、上記撮像手段はパッケージ内に封入された半導体撮像素子であり、上記パッケージ内に半導体レーザ等から成る参照光光源及び反射部が配置されているので、低コストに構成できると共に、さらなる省スペース化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明ホログラムデータ読取ユニット及びホログラムデータ読取装置を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明ホログラムデータ読取ユニットは、参照光光源と、参照光の要素ホログラムへの照射により発生するホログラム再生光を結像面に結像させる再生光結像光学系と、上記結像面に受光面が位置するように配置されホログラム再生光によって形成される像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、上記参照光光源の光束を上記再生光結像光学系の光軸に対して所定の角度を有するほぼ並行な参照光とする参照光照射光学系に上記再生光結像光学系を共用すると共に、上記参照光光源を上記結像面と共役な面上に配置したものである。
【００１８】
従って、本発明ホログラムデータ読取ユニットにあっては、再生光結像光学系の他に、参照光照射光学系を別個に設ける必要が無く、参照光照射光学系を別個に設けるためのスペースが不要となり、省スペース化が可能になり、また、参照光照射光学系を構成する光学部品が不要となり、低コストで構成することができる。
【００１９】
図１及び図２は本発明ホログラムデータ読取ユニットの第１の実施の形態を示すものである。
【００２０】
ホログラムデータ読取ユニット１Ａは２群２枚構成の再生光結像光学系２と、該再生光結像光学系２の結像面に受光面３Ａａが位置するように配置された撮像素子３Ａと、参照光光源４Ａと、再生光結像光学系２と撮像素子２との間に配置されたビームスプリッタ５とを備える。
【００２１】
上記撮像素子３ＡにはＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子が適用可能であり、受光面３Ａａで受光した画像を電気信号に変換する。かかる撮像素子３Ａはパッケージ６内に封入されており、その前面がカバーガラス６ａで覆われている。参照光光源４Ａには、例えば、レーザダイオード等の半導体レーザ等、小型なものが好ましい。
【００２２】
上記ホログラムデータ読取ユニット１Ａにおいて、参照光光源４Ａが駆動されると、そこから放射された光束はビームスプリッタ５で反射された後、再生光結像光学系２を結像面側から物体側へと透過し、平行な光束から成る参照光７としてホログラム記録媒体８上に形成された要素ホログラム８ａに照射される。参照光７が要素ホログラム８ａに照射されることによってホログラム再生光９が形成され、該ホログラム再生光９が再生光結像光学系２によって撮像素子３Ａの結像面４Ａａ上に結像され、そして、撮像素子３Ａによって電気信号に変換される。
【００２３】
上記ホログラムデータ読取ユニット１Ａにおいて、再生光結像光学系２を参照光照明光学系と共用するためには、参照光光源４Ａが再生光結像光学系２の結像面と共役な面に位置していることが必要である。図２は参照光の光路とホログラム再生光の光路とを上下に分けて作図したものであり、参照光光源４Ａを再生光結像光学系２の結像面３Ａａ（３Ａａは撮像素子３Ａの受光面であるが、再生光結像光学系２の結像面でもある）と同一の面上に位置させることによって、参照光７の光路をホログラム再生光９の光路を同等にすることができ、また、結像面３Ａａと共役な面に参照光光源４Ａを位置させることによっても同様の効果を得ることができる。そして、上記ホログラムデータ読取ユニット１Ａにおいては、再生光結像光学系２の光路中にビームスプリッタ５を配置し、参照光光源４Ａから放射された光束をビームスプリッタによって反射させることによって参照光光源４Ａを再生光結像光学系２の結像面３Ａａと共役な面上に位置させている。
【００２４】
図３及び図４は本発明ホログラムデータ読取ユニットの第２の実施の形態を示すものである。
【００２５】
ホログラムデータ読取ユニット１Ｂは、２群２枚構成の再生光結像光学系２と、該再生光結像光学系２の結像面に受光面３Ｂａが位置するように配置された撮像素子３Ｂと、参照光光源４Ｂと、再生光結像光学系２と撮像素子３Ｂとの間に配置された反射部１０とを備える。撮像素子３Ｂ及び参照光光源４Ｂには上記第１の実施の形態１Ａにおいて使用したもの３Ａ及び４Ａと同様のものが使用される。
【００２６】
上記反射部１０は透明基体１１の背面に蒸着等の手段によって形成された反射膜１０として形成されている。そして、上記反射部１０は、上記再生光結像光学系２の有効領域のうち、上記撮像手段４Ｂの有効領域に導かれる光束を遮らない領域１１ａ（図４参照）に形成される。
【００２７】
上記ホログラムデータ読取ユニット１Ｂにおいて、参照光光源４Ｂが駆動されると、そこから放射された光束は反射部１０で反射された後、再生光結像光学系２を結像面側から物体側へと透過し、平行な光束から成る参照光７としてホログラム記録媒体８上に形成された要素ホログラム８ａに照射される。参照光７が要素ホログラム８ａに照射されることによってホログラム再生光９が形成され、該ホログラム再生光９が再生光結像光学系２によって撮像素子３Ｂの結像面４Ｂａ上に結像され、そして、撮像素子３Ｂによって電気信号に変換される。
【００２８】
このホログラムデータ読取ユニット１Ｂにあっても、参照光光源４Ｂから放射した光束を一旦反射部１０によって反射させてから再生光結像光学系２に像面側から入射させることによって、参照光光源４Ｂの位置を再生光結像光学系２の結像面３Ｂａと共役な位置とすることができる。なお、反射部１０の回折部を同様の位置に配置しても同様の効果を奏することができる。
【００２９】
図５は本発明ホログラムデータ読取ユニットの第３の実施の形態を示すものである。
【００３０】
ホログラムデータ読取ユニット１Ｃは、２群２枚構成の再生光結像光学系２と、該再生光結像光学系２の結像面に受光面３Ｃａが位置するように配置された撮像素子３Ｃと、参照光光源４Ｃと、参照光光源４Ｃから放射された光束を反射する反射部１２とを備える。
【００３１】
上記撮像素子３Ｃ、参照光光源４Ｃ及び反射部１２は単一のパッケージ１３内に封入されて構成される。パッケージ１３の凹部１３ａ内に単一の基板１３ｂが配置され、該基板１３ｂ上に例えば、光電変換部や電荷転送部を備えたＣＣＤ等の撮像素子３Ｃが形成され、かつ、上記基板１３ｂの撮像素子３Ｃ形成領域外に半導体レーザからなる参照光光源４Ｃが形成され、さらに、基板１３ｂ上に反射部としてプリズム１２が設けられる。そして、上記凹部１３ａの前面がカバーガラス１３ｃで覆われる。
【００３２】
上記ホログラムデータ読取ユニット１Ｃにおいて、参照光光源４Ｃが駆動されると、そこから放射された光束はプリズム１２で反射されカバーガラス１３ｃを透過した後、再生光結像光学系２を結像面側から物体側へと透過し、平行な光束から成る参照光７としてホログラム記録媒体８上に形成された要素ホログラム８ａに照射される。参照光７が要素ホログラム８ａに照射されることによってホログラム再生光９が形成され、該ホログラム再生光９が再生光結像光学系２によって撮像素子３Ｃの結像面３Ｃａ上に結像され、そして、撮像素子３Ｂによって電気信号に変換される。
【００３３】
この第３の実施の形態にかかるホログラムデータ読取ユニットにあっても、参照光光源４Ｃから放射した光束を一旦プリズム１２によって反射させてから再生光結像光学系２に像面側から入射させることによって、参照光光源４Ｃの位置を再生光結像光学系２の結像面３Ｂａと共役な位置とすることができる。
【００３４】
この第３の実施の形態にかかるホログラムデータ読取ユニット１Ｃにあっては、撮像素子３Ｃと参照光光源４Ｃとプリズム１２が同一のパッケージ内に配置されて、単一の部品として扱えるので、さらなる省スペース化が可能になる。また、組付に際しては、再生光結像光学系２とパッケージ１３との間の位置関係を正確に位置決めすれば、撮像素子３Ｃ、参照光光源４Ｃ、プリズム１２間相互の位置関係を調整する必要がなく、組付が容易になりコストダウンに寄与する。
【００３５】
上記したいずれのホログラムデータ読取ユニットにあっても、光学系は再生光結像光学系２のみが有れば良く、参照光用の照明光学系を別個に設ける必要がないので、省スペース化ができ、かつ、低コストにて構成することができる。
【００３６】
図６は本発明ホログラムデータ読取装置の実施の形態を示すものである。
【００３７】
ホログラムデータ読取装置１００は、ホログラムデータ読取ユニット１１０と、撮像素子３からホログラム再生光による画像信号を取り入れて、表示、格納、転送等の処理に必要な加工等を施すホログラム制御部１２０と、ホログラム制御部１２０等に必要な指示を与えるシステム制御部１３０とを備える。
【００３８】
ホログラムデータ読取ユニット１１０には上記した各実施の形態にかかるホログラムデータ読取ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃの何れか又は本発明の構成を備えるその他のホログラムデータ読取ユニットを使用することができる。
【００３９】
システム制御部１３０には、例えば、マイクロコンピュータ（マイコン）が使用され、参照光光源４のオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）制御、ホログラム制御部１２０に対する各種制御、液晶表示パネル等から成る表示機１４０への表示制御、再生データのメモリへの格納、外部機器とのやりとりその他全般の制御を担当する。なお、図６においては、ホログラムデータ読取ユニット１１０の構成要素のうち上記した再生光結像光学系２、撮像素子３、参照光光源４以外の構成要素の図示は省略してある。
【００４０】
ホログラム制御部１２０はホログラム再生光の受光によって得られた撮像素子３からの電気信号を受領するホログラム・スキャン制御部１２１、ホログラム・スキャン制御部１２１が受領した画像信号の光学ひずみの補正、明るさ調整、画像位置ずれ補正、画像回転ずれ補正、２値可等の処理を行うホログラム画像処理部１２２、２次元データのデコードやエラー訂正等を行う信号処理部１２３、上記各部の処理結果や処理に必要な情報についてのシステム制御部１３０との間のやりとりを仲介するＳＲＡＭ（Static RAM）１２４を主な構成要素として備える。
【００４１】
さらに、ホログラムデータ読取装置１００は、読み取った要素ホログラムのデータの格納を行うＤＲＡＭ（Dynamic RAM）１５１、システム制御部１３０等が参照するための各種制御パラメータを格納しておくフラッシュメモリ（flash memory）１５２、パーソナルコンピュータ、携帯型音響機器、携帯電話等の外部機器１６０との接続のためのＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の外部インターフェース１５３等を備え、これら１５１、１５２、１５３はメモリコントローラ１５０を介して制御される。
【００４２】
ホログラムデータの読取を行うときは、参照光光源４がオン（ＯＮ）され、再生光結像光学系２によって平行光束とされた参照光（図示しない）がホログラム記録媒体８上に形成された要素ホログラム（図示しない）に照射される。そして、参照光の要素ホログラムへの照射によって生成されたホログラム再生光が結像光学系２によって撮像素子３の受光面上に結像され、それによって撮像素子３から出力された電気信号をホログラム制御部１２０が受領して、該電気信号に各種処理が施され、データ読取過程の進捗状況や読取が完了したデータ等が表示機１４０に表示され、あるいはＤＲＡＭ１５１に格納され、あるいは外部インターフェース１５３を介して外部機器１６０に転送される。
【００４３】
上記したホログラムデータ読取装置１００はこれを筐体に格納し専用のホログラムデータ読取機として適用しても良いし、あるいは、携帯電話に搭載してホログラム読取機能を備えた携帯電話として適用しても良いし、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）その他の携帯機器や情報処理機器に搭載することもできる。
【００４４】
なお、上記した実施の形態において示した各部の具体的形状及び構造は、いずれも本発明を実施するために行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図２と共に本発明ホログラムデータ読取ユニットの第１の実施の形態を示すものであり、本図は光学構成の概略を示す図である。
【図２】ホログラム再生光の結像光路と参照光の照射光路を説明する光路図である。
【図３】図４と共に本発明ホログラムデータ読取ユニットの第２の実施の形態を示すものであり、本図は光学構成の概略を示す図である。
【図４】反射部の背面図である。
【図５】本発明ホログラムデータ読取ユニットの第３の実施の形態の光学構成の概略を示す図である。
【図６】本発明ホログラムデータ読取装置の実施の一例を示すブロック図である。
【図７】従来のホログラムデータ読取ユニットの一例の光学構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ…ホログラムデータ読取ユニット、２…再生光結像光学系、３Ａ…撮像素子、３Ａａ…受光面（結像面）、４Ａ…参照光光源、５…ビームスプリッタ、７…参照光、８ａ…要素ホログラム、９…ホログラム再生光、１Ｂ…ホログラムデータ読取ユニット、２…再生光結像光学系、３Ｂ…撮像素子、３Ｂａ…受光面（結像面）、４Ｂ…参照光光源、７…参照光、８ａ…要素ホログラム、９…ホログラム再生光、１０…反射部、１１ａ…領域（再生光結像光学系の有効領域のうち、上記撮像手段の有効領域に導かれる光束を遮らない領域）、１Ｃ…ホログラムデータ読取ユニット、２…再生光結像光学系、３Ｃ…撮像素子、３Ｃａ…受光面（結像面）、４Ｃ…参照光光源、７…参照光、８ａ…要素ホログラム、９…ホログラム再生光、１２…プリズム（反射部）、１３…パッケージ、１００…ホログラムデータ読取装置、１１０…ホログラムデータ読取ユニット、２…再生光結像光学系、３…撮像素子、４…参照光光源、１２０…ホログラム制御部、１３０…システム制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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